CH506660A

CH506660A - Procédé pour former un joint d'obturation flexible

Info

Publication number: CH506660A
Application number: CH692067A
Authority: CH
Inventors: Bernard Shipp Daniel; Ferdinand Walker George
Original assignee: Thiokol Chemical Corp
Priority date: 1966-05-17
Filing date: 1967-05-17
Publication date: 1971-04-30
Also published as: GB1163356A; DE1658548C3; GB1164410A; NL6706815A; BE698346A; DE1658548B2; DE1658548A1

Description


  
 



  Procédé pour former un joint d'obturation flexible
 On sait que les matières constituées par des ciments hydrauliques sont fixées de manière à adhérer à divers substrats et on forme des joints ou assemblages adhérents dans de telles matières par application d'une composition pour la formation du joint à la matière constituée par le ciment avant sa   prise.   



   On a consacré un grand intérêt ces dernières années à l'assemblage ou à la fixation par adhérence de béton et d'autres matières constituées par des ciments hydrauliques à divers substrats et à la formation de joints ou assemblages par adhérence dans de telles matières, en raison de la croissance rapide en ce qui concerne la construction de routes, d'aérodromes, de bassins de ports, de canaux, de bâtiments et analogues. Bien que diverses compositions aient été utilisées pour lia formation de joints adhésifs dans le béton et les matériaux analogues et bien que le comportement de ces compositions ait été satisfaisant de manière générale, le procédé habituellement utilisé pour la formation des joints prend beaucoup de temps et est fastidieux.

  Il faut un temps et des efforts considérables pour réaliser une rainure dans le béton et ensuite nettoyer cette rainure afin qu'elle puisse recevoir la matière formant le joint. Cette opération est fréquemment réalisée comme suit: on coule le béton frais. Aux endroits où on désire des joints, un élément de division en matière plastique ayant une section transversale en forme de V est introduit dans le béton frais qui n'a pas encore subi la prise. Après prise du béton, on enlève l'élément de division en matière plastique et on nettoie la rainure résultante en ce qui concerne les saletés, L'huile et d'autres débris ayant pu s'introduire dans cette rainure lors de l'application et/ou de l'enlèvement de l'élément de division. On introduit ensuite la matière de formation du joint dans la rainure.



  Lorsque cette rainure du béton ayant subi la prise n'est pas ainsi préparée et nettoyée de manière appropriée, on obtient un joint final qui constitue un assemblage inférieur ou complètement inefficace entre la matière formant le joint et le béton.



   La présente invention a pour objet un procédé pour former un joint d'obturation souple fixé   adhésive-    ment à une structure à base de liant hydraulique, caractérisé en ce que   l'on    applique une composition d'obturation sur le liant hydraulique avant la prise de ce dernier et on laisse le liant se solidifier en contact avec la composition d'obturation, ladite composition d'obturation étant (a) une composition polymérique coulable non durcissable, (b) une composition polymérique coulable durcissable ou (c) une composition contenant un polymère polysulfure durci.



   Le procédé selon l'invention permet par exemple d'appliquer directement la composition d'obturation sur du béton fraîchement coulé non solidifié.



   En utilisant une bande préformée de composition d'obturation, il est possible de disposer cette bande dans la position désirée sur le lit de la route ou sur une autre surface et ensuite de couler le béton frais non durci autour de la bande ou sur la bande. Etant donné que la composition est fixée par adhérence et non pas mécaniquement, toute tendance de la bande à se déplacer à partir de sa position originelle est pratiquement éliminée.



   Les matières d'obturation utilisées selon le présent procédé peuvent être constituées par l'une quelconque des compositions habituellement utilisées pour la formation de revêtements et/ou de joints dans le béton durci et les substrats analogues à base de ciment. Les matières d'obturation habituellement utilisées dans ce but tombent dans deux catégories générales, c'est-àdire les matières non durcissables et les matières durcissables.



   L'expression  composition d'obturation non durcissable  est utilisée dans la présente description pour indiquer des compositions d'obturation qui ne subissent pas de réactions chimiques de durcisement. Selon la composition particulière utilisée, ces matières d'obturation peuvent être appliquées aux températures ambiantes sans préchauffage ou peuvent être chauffées à des températures élevées et être appliquées pendant  qu'elles sont chaudes. En général, les matières d'obturation appliquées aux températures ambiantes ont une consistance pâteuse et subissent la coalescence ou la solidification lorsqu'elles sont en place par exemple par élimination de solvant.

  Les matières d'obturation appliquées à chaud, ne subissent pas de réaction de durcissement, sont habituellement thermoplastiques et sont ainsi chauffées jusqu'à obtention de leur état plastique de manière à faciliter l'application, puis elles se solidifient par refroidissement lorsqu'elles sont en place.



   Parmi les matières d'obturation  ne subissant pas de réaction de durcissement  utilisées pour la construction de grandes routes, de canaux et de bâtiments, il y a celles qui sont à base de matières bitumineuses comprenant les compositions bitumineuses qui sont habituellement appliquées à froid, telles que les asphaltes à bas point de fusion, les mélanges de matières bitumineuses liquides et sous forme de poudre et les matières comprenant les mélanges d'asphalte et de distillat de pétrole, par exemple le kérosène, et les compositions bitumineuses qui sont chauffées de manière à avoir une consistance coulable au moment de l'application et qui sont appliquées à chaud, telles que les asphaltes de qualité pour le recouvrement des routes, les bitumes ou brais,

   les goudrons de houille et les mélanges de matières bitumineuses et naturelles et/ou de caoutchouc synthétique et/ou des résines par exemple les asphaltes caoutchoutés et les mélanges de brai de houille et de résines vinyliques. I'expression  matières bitumineuses  telle qu'elle est utilisée dans la présente description est destinée à comprendre les substances comprenant les bitumes ou les bitumes de pyrogénation, les cires pyrogénées et les résidus (brais et asphaltes de pyrogénation) tels que dérivés de sources naturelles ou du pétrole, de la houille, du bois, etc.



   D'autres matières d'obturation ne subissant pas de réaction de durcissement comprennent des compositions à base de polymères naturels et/ou synthétiques, tels que des résines alkydes (produits de la réaction de polyacides ou de leurs anhydrides et de polyalcools), des résines de polybutène, du caoutchouc butylique (copolymères d'isobutylène et d'isoprène ou de butadiène), le néoprène (polymères de   chiorobutadine    et d'acryloniprène (polymères de chlorobutadiène et d'acrylonitrile), le caoutchouc de polysulfure (produits de la réaction d'un polysulfure et d'un dihalogénure organique), le polyéthylène chlorosulfoné, et les résines acryliques et les caoutchoucs (polymères des acides acryliques et/ou méthacryliques et/ou leurs esters et/ou l'acrylonitrile).

  En plus de la ou des matières de base polymères, ces compositions peuvent aussi contenir des additifs tels que des charges, des pigments, des plastifiants, des huiles végétales et un véhicule liquide volatil, par exemple de l'eau ou un liquide organique volatil.



   L'expression matières d'obturation  pouvant subir la réaction de durcissement  telle qu'elle est utilisée dans la présente description indique des compositions comprenant des polymères durcissables qui sont transformés à l'état solide par une réaction chimique avec un agent de durcissement. Ces matières de formation de joints peuvent être fournies en deux ou plusieurs paquets, le polymère et l'agent de durcissement du polymère étant emballés séparément et étant mélangés brièvement avant utilisation, ou elles peuvent être fournies sous forme d'un seul paquet, un agent de durcissement inactif étant mélangé avec le polymère et le durcissement étant provoqué par exemple par absorption d'eau de l'atmosphère ou par exposition à   l'oxy-    gène atmosphérique.



   Parmi les compositions d'obturation habituellement utilisées de ce type, il y a celles qui sont à base de polymères liquides, par exemple les polythiopolymercaptans polymères, les polyépoxydes, les polyuréthanes et les mélanges de polythiopolymercaptans polymères et de   polyépoxydes    ou polyuréthanes. D'autres compositions durcissables comprennent les matières à base de caoutchouc de butyle, de néoprène, de caoutchouc de silicone (polysiloxane), les polymères acryliques et le polyéthylène chlorosulfoné. En plus d'un ou plusieurs agents de durcissement pour le ou les polymères particuliers utilisés, ces compositions peuvent aussi contenir des pigments, des charges, des matières bitumineuses, des accélérateurs de durcissement et des stabilisants à la lumière ultraviolette.

  Les compositions durcissables et non durcissables peuvent contenir en outre du sable, des agrégats minéraux et des additifs adhésifs et elles peuvent aussi être utilisées conjointement à des matières favorisant l'adhérence. Lorsque ces additifs sont utilisés avec les matières de base, ils sont utilisés en des quantités permettant d'obtenir l'effet désiré.



   Lors de la mise en oeuvre de la présente invention, la matière d'obturation peut être appliquée au substrat constitué par le ciment hydraulique de toute manière appropriée et commode en utilisant un appareillage type tel que couramment utilisé pour l'application de compositions de revêtement et d'obturation.



   Le présent procédé peut être utilisé pour la formation de joints dans le mortier, le plâtre, le ciment de
Portland, le ciment constitué par de l'aluminate de magnésium, le ciment dit ciment d'oxychlorure de magnésium, les bétons préparés à partir de tels ciments, le terrazzo, le plâtre de Paris et les matières à base de ciment hydraulique analogues. En plus, il peut être utilisé pour l'application de ces matières constituées par des ciments hydrauliques à du béton durci ou d'autres matières de ciment, du bois, de la brique, des lattes, du fer, de l'acier, de l'aluminium, du cuivre, du zinc, et d'autres métaux, des matières plastiques, du verre, des tuiles vitrifiées, des tuiles de céramique et d'autres matières de surface traitées par cuisson, du marbre, du granit et la pierre naturelle et les analogues.



   Les joints qui peuvent être formés par le procédé selon l'invention sont les joints classiques permettant d'assembler ensemble deux corps comportant un espace entre les surfaces adjacentes de ces corps. Les joints peuvent aussi être ceux qui sont formés par disposition   d'un    cordon de matière de formation de joint dans le substrat constitué par du ciment de manière à produire un point ou une ligne de moindre résistance dans un tel substrat. Ce dernier procédé est souvent préféré d'un point de vue commercial en raison des économies en ce qui concerne la quantité de matière de formation de joint utilisée. 

  Le point ou la ligne de moindre résistance ainsi créé permet de s'assurer de manière générale s'il se produit une fente dans le substrat par contraction ou dilatation de ce substrat, que celle-ci se produira le long de la ligne de moindre résistance précitée, ce qui transforme le joint en un joint classique qui empêche, du fait qu'il est assemblé de manière adhésive au substrat en ciment, le passage de l'eau ou d'un autre liquide à travers la fente et   l'en-     dommagement de l'assiette de la chaussée, du trottoir ou analogue. Les sections transversales des joints ainsi formés peuvent être de diverses formes, par exemple rectangulaires, carrées, rondes, triangulaires ou peuvent être des combinaisons de ces formes.

  Une forme préférée de section transversale pour le cordon ou bourrelet de matière de joint est triangulaire,   l'un    des côtés du triangle faisant partie de la surface libre du substrat en ciment et le sommet d'un angle de ce triangle étant dirigé vers l'intérieur dans le corps d'une telle installation pour la circulation de voitures. Le joint peut être complètement noyé dans le substrat en ciment ou il peut être disposé à un point quelconque à partir de la base du substrat jusqu'au sommet de ce substrat.



   Les exemples suivants décrivent l'invention plus en détail
 Exemple   1   
 On a produit une matière pour la formation de joint par préparation de deux compositions désignées par A et B, qui lorsqu'elles sont mélangées en volumes égaux, conduisent à un mélange C à prise rapide, comme suit:
 A B C
 parties parties parties
 en poids en poids en poids
Goudron de houille * 110 75 185
Polymère de   polysulfure    - 100 100
Peroxyde de plomb 13 - 13
Agent d'épassissement à base de silice - 25 25
Charge constituée par du noir de carbone 17 - 17
 * fraction de goudron de houille ayant une viscosité inférieure
 à 50 poises à 250 C.



     s    1 le polymère de polysulfure a essentiellement la formule
 HS   (C2H4-O-CH2-O-C2H4-S-S)23    C2H4-O-CH2-O-C2H4SH    avec environ 40/o de réticulation ou de ramification, à un
 poids moléculaire d'environ 4000 et une -viscosité moyenne   
 de 400 poises à 250 C.



   a) Dans une expérience comparative, on a mélangé les constituants A et B en volumes égaux et on a appliqué le mélange une ou deux minutes plus tard sous forme d'une bande sur un bloc de béton durci et on a laissé durcir pendant 24 h à température ambiante. On a essayé la bande de formation de joint en ce qui concerne son adhérence conformément au procédé ASTM = D903.



   L'assemblage a cédé après application d'une traction de 1,42 kg/cm. La rupture d'assemblage était localisée dans la matière de joint plutôt qu'à l'interface entre le béton et la matière de joint et on l'a désignée de ce fait par  rupture de cohésion . Lorsque la rupture de l'assemblage a lieu à l'interface entre le béton et la matière de joint, on la désigne par  rupture d'adhérence .



   b) Dans une expérience, conforme à l'invention on a versé un échantillon du mélange C décrit ci-dessus dans un moule en étain en forme de ruban ayant des dimensions de 5,1   cmX15,2    cmX0,63 cm et on a laissé durcir. Le durcissement était complet après 9 min.   3h    après avoir effectué la coulée dans le moule, on a enlevé la bande de matière durcie du moule et on l'a fait pénétrer sous pression dans la surface d'un béton frais n'ayant pas subi la prise. On a ensuite laissé le béton durcir pendant 48   h.    Lorsqu'on a examiné l'assemblage avec le dispositif d'essai de résistance à la traction d'Instron à la fin de cette période de temps, d'une manière similaire à celle décrite dans ASTM = D903, l'assemblage a subi une rupture de cohésion après application d'une traction de 1,42 kg/cm.

  Ainsi, la rupture de l'assemblage n'était pas localisée à l'interface entre la matière de joint et le bloc de béton, mais était constituée par une rupture dans la matière de joint   ellmême.   



   Exemple 2
 On a mélangé les constituants A et B de l'exemple 1 en volume égal et on a laissé le mélange durcir à température ambiante pendant 30 jours sous forme d'une bande comme dans l'exemple 1 (b). On a noyé la bande durcie ainsi obtenue dans un mélange aqueux constitué d'un agrégat à ciment de Portland fraîchement coulé, n'ayant pas subi la prise. Après 48 h, l'assemblage entre la matière formant le joint et le béton durci présentait une bonne adhérence. L'assemblage lorsqu'il a été essayé comme dans l'exemple 1 a donné une  rupture de cohésion .



   Exemple 3
 On a préparé une composition pour l'obturation en mélangeant ls constituants A et B de la composition suivante:
 A B
 parties parties
 en poids en poids
Goudron de houille * 10 10
Polyépoxyde ** - 100
Polysulfure *** 100    ?'ris(diméthylamino-    méthyl)phénol 10  * fraction lourde d'huile de goudron de houille ayant une
 viscosité inférieure ê 50 poises à 250 C.



  ** polyépoxyde préparé de la manière décrite pour le poly
 éther E du brevet USA No   2633    458.



  *** le polymère de polysulfure répondait essentiellement à la
 formule:    HS (C2H4-O-CH2-O-C2H4-S-S)2S CsH4O-CH2O-C2H4SH
 avec environ 3  /o de réticulation.   



   Immédiatement après mélange, on a appliqué la composition sous forme de bande de matière ou de bourrelet de matière sur un mélange aqueux d'un  agrégat à base de ciment de Portland et on a effectué l'essai comme dans l'exemple 1 après prisedu béton.



  La matière du joint présentait une bonne adhérence au béton durci.



   Exemple 4
 On a préparé une composition d'obturation durcissable en mélangeant les constituants A et B de la composition suivante; on a utilisé 6 parties en poids de B pour 17,5 parties en poids de A.



   A B
 parties parties
Produits en poids en poids prépolymère d'uréthane terminé par des groupes isocyanates * 100 ester   dibenzoique    de l'éthylèneglycol (plastifiant) 75 huile de goudron de houille viscosité inférieure à 50 poises à 250 C (agent d'allongement) - 10 4,4'-méthylène-bis(2-chloraniline) (agent d'allongement de la chaîne - 1 * prépolymère d'uréthane préparé selon l'exemple 1 du brevet
 USA No 3 248 259.



   Immédiatement après mélange des deux constituants, on a utilisé la composition pour préparer des joints selon la présente invention par application de la composition à un mélange aqueux d'un agrégat à base de ciment de Portland non durci. Lors de la préparation des joints, on a utilisé la composition pour le remplissage d'un joint entre les faces opposées de deux bandes de ciment de Portland n'ayant pas subi la prise espacées de 1,27 cm, puis on a laissé la prise du ciment s'effectuer. Les bandes utilisées étaient d'une longueur de 15,2 cm, d'une hauteur de 5,1 cm et d'une largeur de 10,2 cm. Dans des buts de comparaison, on a formé des joints préparés de manière similaire sur un agrégat durci de ciment de Portland.



   Les joints ainsi préparés avec le mélange de béton fraîchement coulé et le mélange de béton durci ont été soumis à une traction de manière à les séparer de 0,32 cm et on a fait agir de l'eau au sommet de chacun de ces joints. Les résultats de cet essai ont montré que les joints formés dans le béton durci et dans le béton n'ayant pas subi la prise, étaient tous deux étanches à l'eau même après que ces joints aient été soumis à un étirage de   25 /o    par un moyen mécanique. Lorsque les joints préparés par application de la matière d'obturation à du ciment n'ayant pas subi la prise, ont été soumis à un allongement supplémentaire par un moyen mécanique de manière à rompre l'assemblage, on a trouvé que la rupture était une rupture de cohésion au lieu d'une rupture d'adhérence.



   Exemple 5
 Une composition de matière d'obturation durcissable a été préparée en mélangeant les constituants A et B contenant:
 A B
 parties parties
 Ingrédients en poids en poids polymère liquide de polypropylèneglycol terminé par des groupes   SH    ayant un poids
 moléculaire approximatif entre 2000 et 3000 300 huile de goudron de houille viscosité inférieure à 50 poises à   25     C (agent d'allongement) 300 tris(diméthylaminoéthyl)phénol 10 polyépoxyde * - poids équivalent d'époxyde 185-200 - 100 * préparé de la manière décrite pour le polyéther E du brevet
 USA No 2 633 458.



   Immédiatement après mélange des deux constituants, on a utilisé la composition ci-dessus pour préparer des joints dans un agrégat de ciment de Portland fraîchement coulé et à titre de comparaison, dans un tel mélange durci, de la manière décrite dans l'exemple 4 ci-dessus. Lorsqu'on a effectué l'essai selon le mode opératoire de l'exemple 4, on a trouvé que les joints formés dans le béton durci et dans le béton non durci étaient tous deux étanches à l'eau et que ces joints présentaient des ruptures de cohésion.

 

   Exemple 6
 On a préparé une composition d'obturation ne subissant pas la réaction de durcissement et qui contenait les ingrédients suivants:
 Parties
Ingrédients enpoids résine de polyméthacrylate dans du naphte de pétrole ayant un domaine d'ébullition entre 930 et 1490 C40    ío    de solides au total 404,0 phosphate de sodium-zinc (agent de dispersion) 6,6 plastifiant constitué par un polyester polymère 66,5 sel de sodium d'acide carboxylique polymère -  Tamol  850  (agent de dispersion) 1,2 solvant de pétrole aliphatique  Varsol    #    1 (diluant) 25,3 carbonate de calcium - (charge) 650,0 bioxyde de titane (pigment) 16,6 solution de polyacrylate de sodium (épaississant) 12,0 huile de goudron de houille - visco   sité inférieure à 50 poises - 250 C 50,0     
 Sauf en ce qui concerne l'huile de goudron de houille,

   tous les produits ci-dessus ont été pesés ensemble et mélangés jusqu'à obtention d'une dispersion homogène. On a ensuite ajouté l'huile de goudron de houille au lot et on a poursuivi le mélange jusqu'à ce que le goudron de houille était uniformément mélangé avec les autres ingrédients.



   La composition ainsi préparée a été utilisée pour la formation de joints dans du ciment de Portland   fraî-    chement coulé et, à titre de comparaison, du ciment de
Portland durci, selon le mode opératoire décrit dans l'exemple 4. Lorsque les joints ont été soumis à un étirage de   25 /n    par un moyen mécanique et qu'on a laissé agir de l'eau sur ces joints, on a constaté que les joints formés dans le ciment durci et dans le ciment n'ayant pas subi la prise étaient tous deux étanches à l'eau et lorsqu'on a effectué un allongement supplémentaire, on a trouvé que la rupture d'assemblage était due à une rupture de cohésion.



   Exemple 7
 On a préparé une matière de formation de joint non durcissable contenant les ingrédients suivants:
 Parties
Ingrédients en poids latex de caoutchouc de polysulfure 50   O/o    de solides au total 90 latex de copolymère de butadièneacrylonitrile - 45   O/o    de solides, au total 10   polyacrylate    de sodium (agent épaississant) 12    sel de sodium d'acide carboxylique polymère -  Tamol  731-    (agent de dispersion) 2 carbonate de calcium (charge) 150 bioxyde de titane (pigment) 15 plastifiant constitué par un hydrocarbure chloré contenant 54    /o    de Cl (Aroclor 1254) 150 huile de goudron de houille - viscosité inférieure à 50 poises à 250 C 50
 On a mélangé à fond les produits   cidessus    excepté l'huile de goudron de houille. 

  On a ajouté alors le goudron de houille et on a poursuivi le mélange jusqu'à obtention d'une dispersion homogène.



   On a utilisé la composition résultante pour la production de joints à la fois dans des mélanges de ciment de Portland fraîchement coulé et à titre de comparaison, dans des mélanges durci de la même manière que celle décrite dans l'exemple 4. Lorsqu'on a essayé les joints selon le procédé indiqué dans l'exemple 4, on a trouvé que les joints préparés dans le ciment durci et dans le ciment n'ayant pas subi la prise étaient étanches à l'eau et dans les deux cas, les joints ont subi une rupture de cohésion.

Claims

REVENDICATION

Procédé pour former un joint d'obturation souple fixé adhésivement à une structure à base de liant hydraulique, caractérisé en ce que l'on applique une composition d'obturation sur le liant hydraulique avant la prise de ce dernier et on laisse le liant se solidifier en contact avec la composition d'obturation, ladite composition d'obturation étant (a) une composition polymérique coulable non durcissable, (b) une composition polymérique coulable durcissable ou (c) une composition contenant un polymère polysulfure durci.

SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que la composition d'obturation contient une matière bitumineuse.

2. Procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce que la matière bitumineuse est du goudron de houille.

3. Procédé selon la revendication ou l'une des sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la composition d'obturation contient un polyacrylate non durcissable.

4. Procédé selon la revendication ou l'une des sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la composition d'obturation est un latex de polymère polysulfure non durcissable.

5. Procédé selon la revendication ou l'une des sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la composition d'obturation contient un polyuréthane durcissable.

6. Procédé selon la revendication ou l'une des sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la composition d'obturation contient un polymère polysulfure durcissable.